紫铜与不锈钢焊接

紫铜与不锈钢(碳钢)管板焊接工艺试验四川空分许丰淳蒋吉华摘要采用钨极氩弧焊焊接紫铜与不锈钢（或碳钢)的管板接头，进行了系列的焊接工艺试验，探索出与之相适应的焊接材，其工艺性能良好、操作方便、焊接质量稳定等特点。

该工艺打破了娄似接头采用传统的铺锡钎焊方法，大大降低了工艺程难度、制造成本，缩短了生产周期、提高焊接接头的强度。

关键词：管板钨极氩弧焊热裂纹强度—．实验的提出该试验主要是针对透平膨胀机供油装置上的冷却器紫铜--不锈钢(碳钢)管板接头在焊接中出现的问题而提出的。

该类接头目前采用的是紫铜管与黄铜板材料，这样是为了便于采用锡钎焊：同时为了提高耐压值使用了胀接工艺，另外为了方便进行整体铺锡，还特意把黄铜板的管孔附近设计工艺槽。

由于钎焊与胀接是互相矛盾的丁艺，胀接需冷收缩而铺锡要热膨胀，往往先胀接好的管口一经加热就出现松动现象，造成漏锡及接头强度降低，有些接头根本达不到使用要求，最后只得采取管口封死等措施，才能保证使用。

据了解，目前低温机械公司生产的冷却器，基本上每台都有出现此类情况，造成冷却效率下降。

即使采用这样复杂的工艺，接头的强度也还是比较低，大约只能承受左右，而油泵的最大供油压力为，这给装置的正常运行带来了隐患。

最后一点就是采用整体铺锡钎焊方式，产品外观质量较差。

因此，就迫切的要求找到一种既能提高接头的焊缝强度，又简便易于实现，同时又能降低成本的焊接工艺方法。

根据多收集资料、了解专业信息，从分析钢与紫铜的焊接性能入手笔，我们提出采用手工钨极氩弧焊工艺解决该接头强度及气密性的问题。

二．钢与紫铜的焊接性能分析1、钢与紫铜的焊接特点Fe与Cu的原子半径、点阵类型、晶格常数及外层电子数都比较接近，这对钢与紫铜之间的焊接比较有利。

但是，钢与紫铜的熔化焊接还有一定的难度，主要如下：(1).钢与铜的物理性能不同，熔点及线膨胀系数差异大。

紫铜的线膨胀系数大，在焊接过程中会产生较大的焊接应力。

(2).铜的导热系数是钢的8倍多，熔池的冷却速度比钢要大得多，氢的扩散逸出和水的上浮条件更为恶劣，形成气空的敏感性增大。

Φ10紫铜管与2mm304不锈钢插入式钨极氩弧焊HS201焊接工艺徐明亮【摘要】结合实际,针对椎10紫铜管与2mm304不锈钢插入式钨极氩弧焊HS201焊接工艺进行了阐述.【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】2页(P159-160)【关键词】椎10紫铜管;2mm304不锈钢插入式钨极氩弧焊;HS201焊接工艺【作者】徐明亮【作者单位】江苏航运职业技术学院,江苏南通 226010【正文语种】中文【中图分类】TG441 概述紫铜管-不锈钢管板角接头广泛应用于各类冷却器，由于不锈钢的耐化学腐蚀和电化学腐蚀性能在钢材里面是最好的，铜及铜合金具有优良的导电性、导热性、延展性以及在某些介质中良好的抗腐蚀性能，两者连接一起能够最大限度地利用材料的各自优点，会收到意想不到的效果。

而且还能够符合不同部位处于不同的温度、压力、载荷、介质等工作条件。

复合构件不仅能满足使用性能的要求，而且在经济上也相当合理。

显然，把异种金属连接在一起形成整体部件，焊接常常是最好的方法，所以异种金属焊接技术就成了关键。

紫铜管-不锈钢焊接试件具有强度重量比高，承载大，疲劳性能好，有较好的抗腐蚀性。

世界各国的研究者对304不锈钢和紫铜管焊接进行了实验和理论分析，目前常用的焊接方法有氧乙炔焊、电阻对焊、钎焊及钨极氩弧焊等，生产中多数采用填充材料依然是银基铜焊丝和加环银衬垫。

由于银基铜焊丝熔化温度最窄、熔点低、抗电蚀、渗透性和韧性优良、流动性及润湿性良好的优点且可快速焊接成型，且含银量越高焊接越容易，在国外由于其先进而优良的焊接设备，对于紫铜管-不锈钢管板角接技术填充材料银的含量控制很低，而国内由于受先进材料的控制致使我们的焊接设备与国外先进焊接设备有一定的差距，如果按照国外的工艺要求焊接，铜管很容易烧穿，所以现阶段国内对于紫铜管-不锈钢管板角接技术填充材料银基铜焊丝含银量大多数都是很高才能达到工艺要求和使用要求，所以无论国内国外目前紫铜管-不锈钢管板角接利用银基铜焊丝加环银衬垫成本都是极高的。

·４４·材料开发与应用２００９年６月技术支持。

４．１工艺评定ＱＪｌ０２；试板为１２和ＩＣｒｌ７Ｎｉ，尺寸均为２５ｍｉｌｌ×２５焊接设备：焊炬Ｈ０１—６、焊嘴２号；ｌｎｌｎ×８０ｍｎｌ；钎焊材料：钎料ＨＬＡｇＣｄ２６—１６．７—１７、钎剂钎焊参数见表３。

表３火焰钎焊焊接参数焊前用汽油清洗零件，用砂纸清理焊接锈蚀和氧化膜。

采用中性焰内外焰往复摆动式加热所焊试件。

先加热铜，由铜向不锈钢过渡热量，以减少不锈钢的加热时间，避免不锈钢过烧。

加热时间约为１～２ｍｉｎ，温度为６３５～６７０℃。

试件加热后，将蘸有钎剂的钎料填满整个焊缝。

焊接时采用内焰，时间为２０～３０ｓ。

用外焰继续均匀加热１５～２０ｓ，以保证焊料充分流入焊缝内部。

４．２工艺评定试验结果（１）焊缝外观检验：焊缝成形饱满，无未熔合、气孔、夹渣、裂纹等缺陷；（２）力学性能试验：拉伸试验和剪切试验结果显示．焊缝接头强度大于母材Ｔ２的。

５工艺试验根据工艺评定结果，我们采用工艺评定的焊接参数，结合对三通管路结构的工艺性改进，进行了一组焊接工艺试验。

共１１套三通管路，经６ＭＰａ气压试验，保压２０ｍｉｎ，全数合格，符合产品气密性要求。

金相组织分析见图２，焊接接头钎料向母材扩散充分，钎缝和母材结合紧密，未出现剥离现象，结合力强度较高。

与渗漏产品的金相组织（图３）对比，不锈钢与铜材间出现明显的组织剥离现象．第２４卷第３期范宇洪等：Ｔ２紫铜与１Ｃｒｌ７Ｎｉ２不锈钢火焰钎焊焊接工艺技术研究‘４５·６焊接接头显微组织检测分析７结论经过分析和多次试验，我们配制了合适的浸蚀剂，如表４所示。

腐蚀时，先腐蚀钎料，后腐蚀母材，并注意每次蘸取少量浸蚀剂轻轻腐蚀，切忌过量以免造成腐蚀过头。

表４金相试样浸蚀剂材料浸蚀剂Ｔ２５％一１０％（质量浓度）硫酸与硝酸水溶液钎料１０％（质量浓度）过硫酸铵水溶液！竺！！Ｚ盟婆三氢丝丛主芝垫醒ｉＱ坚些垄！塑竺！显微组织见图４，图５，可见，焊缝处组织致密、母材成分均匀，无偏析及疏松等缺陷；钎料向母材扩散充分，结合紧密。

紫铜与不锈钢的焊接紫铜与不锈钢焊接可采用气焊、氩弧焊等焊接方法。

气焊的焊接熔池温度易于控制，容易实现单面焊双面成形，对焊件进行焊前预热和后热也较便利。

但由于氧乙炔焰温度低，热量分散，难以克服因紫铜散热快而引起焊不透的缺陷，较难获得良好的焊接质量。

手工氩弧焊（TIG）氩气保护可靠，熔池金属不易发生氧化；焊接温度高，能量集中且电弧和熔池可见性好，操作方便，易于控制熔池形状及焊缝成形；没有熔渣，不需焊后清渣，焊接接头外观质量好，故确定采用TIG焊的焊接方法。

焊接材料选择选用紫铜焊丝HS201作为填充材料。

焊前预热由于紫铜导热系数大，散热迅速，故施焊前必须先用中性焰对铜管一侧进行预热（温度400-450度），焊接过程中仍要保持焊缝层间温度不低于预热温度。

焊接施焊时采用短弧焊，电弧中心要偏向铜管侧约2-4mm，一方面减少铜管侧的热量损失，以免发生未焊透、未熔合等缺陷；另一方面也可防止不锈钢管一侧受热过多而产生烧穿、咬边现象。

采用连续送丝方式，不能采用不加焊丝而将0种母材直接熔合的方法。

施焊过程中尽量减少熄弧次数，熄弧前为防止出现弧坑和过早失去保护，应在熄弧前多添加填充金属，填满后再熄弧停止送氩气。

焊后保温焊接完毕后，用复合硅酸盐毡覆盖焊口保温缓冷，以减弱焊接应力，防止裂纹产生。

钢与紫铜的焊接特点焊接特点Fe与Cu的原子半径、点阵类型、晶格常数及外层电子数都比较接近，这对钢与紫铜之间的焊接比较有利。

但是，钢与紫铜的熔化焊接还有一定的难度，主要如下：(1).钢与铜的物理性能不同，熔点及线膨胀系数差异大。

紫铜的线膨胀系数大，在焊接过程中会产生较大的焊接应力。

(2).铜的导热系数是钢的8倍多，熔池的冷却速度比钢要大得多，氢的扩散逸出和水的上浮条件更为恶劣，形成气空的敏感性增大。

(3).在焊缝或近缝区易产生热裂纹，影响接头的强度及气密性，这是焊接工艺中重点要解决的问题。

由于钢与紫铜中含有—定量的杂质，如氧、硫、磷等。

采用过渡层法焊接不锈钢与紫铜王志德(甘肃省兰州市　兰州钢厂设备公司　730020) 炼钢电炉上的导电管大多是由不锈钢与紫铜焊接而成。

二者焊接时,填充材料及焊接工艺的选择较为困难。

经实践,采用镍基焊条熔敷过渡层加以合理的焊接工艺,焊缝质量较高,能够满足设计要求,又降低了制作成本。

现将工艺介绍如下:导电管由紫铜(T2)与不锈钢法兰(1Cr18N i9T i)焊接而成(见图)。

在使用过程中,管内通冷却水,且易受振动,要求不泄漏。

焊前,在不锈钢法兰上开单V形坡口,坡口角度25°,然后将二者结合面及其25mm范围内清洗干净,直至露出金属光泽。

本着合理、节约的原则,过渡层选择纯镍Z308焊条,过渡层与紫铜管之间的填充材料选择T107焊条。

焊接参数:Z308焊条 4mm(120～150℃烘干2h),焊接电流120～150A;T107焊条 5mm(250℃烘干1～2h),焊接电流180～240A。

采用直流反接。

焊接要点: 焊接过渡层时,焊条不宜横向摆动,采用小电流快速焊。

焊接紫铜时,必须将铜预热到450～480℃。

焊接过程中,在距接头250mm处采用气体火焰加热,短弧(弧长约2.5mm)、快速、直线运条,分段退焊,每焊一层要彻底清渣。

焊后,用渗透法检查,表面无明显缺陷,最后试压合格。

安装使用三年,未出现异常情况。

(收稿日期:19960—07—01)熔化极富氩三元混合气体保护焊的应用罗　伟　(浙江省杭州市　浙江大学　310027) 气体常常以液态形式予以有效的贮存,氧气的液化温度为-183℃,氩气液化温度-186℃,氮气液化温度-196℃。

常见的液氧、液氩、液氮的低温贮槽为真空粉末绝热式贮槽。

这类贮槽由内旦容器、外壳、管路及蒸发系统等组成,内旦容器多为奥氏体不锈钢如1Cr18Ni9T i,外壳多为16M nR,管路系统多为奥氏体不锈钢。

根据相应标准,真空粉末绝热低温液体贮槽的制造、检验及验收要求较高。

问：需要铜管（直径8mm）和不锈钢管焊接在一起（直径80mm），铜管焊接在不锈钢管壁，请问用什么方法才能保证焊接质量。

答：1、用银钎料。

用氩弧焊比较快，而且外观好看。

操作时要先对铜管加热，温度到了银钎料才能粘住，然后焊枪再摆向不锈钢。

铜停留时间长，不锈钢停留很短只是快速走过。

2、最好的方法就是钎焊.加银焊条.焊出来的效果.保证让你满意.找个加工的地方就知道了.钢与铜及铜合金焊接时的主要困难是在焊缝及熔合区易产生裂纹。

实践证实，为了保证焊缝具有足够高的抗裂性能，焊缝中铁的质量分数以控制在10%～43%为宜。

⑴焊接方法及焊接材料低碳钢与铜及铜合金焊接时，可以分别采用手弧焊、埋弧焊和钨极氩弧焊。

低碳钢与纯铜焊接时采用纯铜作为填充金属材料，如焊条TCu（T107）；钨极氩弧焊时，采用硅锰青铜QSi3-1焊丝。

低碳钢与硅青铜、铝青铜焊接时，可采用铝青铜作填充金属材料。

不锈钢与铜焊接时，采用镍或镍基合金作填充金属材料。

铜的熔点是1083.4度,铁的熔点是1534.8度.不锈钢的熔点高达1500℃——1600℃,铜和铁能够焊接，多种方法1、铜焊丝，MIG焊；2、钎焊；3、摩擦焊，要看具体什么样的工件。

常用方式是火焰钎焊，用铜焊丝，加硼砂焊剂即可.亚弧焊用特种焊丝填加,气焊可以采取130焊丝,火焰气焊.在900度时薄层流动性非常优秀手弧可以用普通直流电焊机配M210焊接，因为M210是支持所有铜,铜合金及上述金属与钢,铸铁,不锈钢的焊接的。

如果是小的或者薄的件可以采取低温钎焊解决但是也有需要考虑的问题。

第一铜的成分跟铁的成分杂质等都是很音响焊接的，第二焊好后的用途，若是焊接在一起接触电介质化学，铁会因为比铜活泼，发生十分严重的电化学腐蚀，严重缩短铁的寿命。

哈哈，到时候就变成微电池了。

但是楼主要考虑的问题非常的多，我的答复只能给你做个参考的范围，如果有急问，在线答复你。

钎焊钎焊soldering and brazing用比母材熔点低的金属材料作为钎料，用液态钎料润湿母材和填充工件接口间隙并使其与母材相互扩散的焊接方法。

不锈钢和紫铜管的焊接方法
不锈钢和紫铜管的焊接方法可以根据实际情况选择以下几种常
用方法：
1. TIG焊接（氩弧焊）：TIG焊接是一种常用的高质量焊接方法，适用于不锈钢和紫铜管的焊接。

该方法需要使用惰性气体保护（通常是氩气），能够确保焊缝的质量和外观。

2. 焊锡焊接：对于较小直径的紫铜管，可以考虑使用焊锡焊接方法。

焊锡焊接需要使用适当的焊锡丝，通过加热和熔化焊锡来连接管道。

3. 气焊：气焊是一种传统的焊接方法，适用于较大直径的不锈钢和紫铜管的焊接。

该方法需要使用适当的焊接火焰和焊条，通过加热和融化金属来完成焊接。

无论选择哪种焊接方法，都应注意以下事项：
- 在进行焊接前，先清洁和处理管道表面，确保无油污、氧化物或其他杂质。

- 选择合适的焊接材料和焊接参数，以确保焊接质量和可靠性。

- 使用适当的个人防护措施，包括戴焊接面罩、手套和防护衣物，以确保人身安全。

请注意，以上仅为一般性建议，具体的焊接方法和操作步骤还应根据实际情况和要求进行选择和调整。

在进行焊接工作时，请务必遵守相关安全规范和操作规程。